从根本上阐释生命提供重要技术参考
2024-03-20 13:37:37 来源：量子位
从根本上阐释生命提供重要技术参考
3 月 20 日，腾讯 AI Lab 实验室 3 篇蛋白质组论文正式入选国际顶级学术期刊，论文分别在数据库、AI 建模、AI 辅助临床三个角度提出了全新的研究方案，为人类高效精准分析蛋白质组数据、理解肿瘤微环境、发现生物学新机制打下坚实基础，并从根本上阐释生命提供重要技术参考。
科学界曾认为，只要绘制出人类基因组序列图，就能了解疾病的根源，但事实并非如此。相同的基因往往有不同的表达，比如，人体不同组织器官的基因组是一样的，但是各个组织器官的蛋白质组不完全一样。中国科学院院士贺福初曾表示，要真正阐释生命，必须从蛋白质组中寻找答案。
目前，人类对蛋白质组的研究已经进入单细胞级别，但对于单细胞的研究缺乏足够的大规模集成数据库，阻碍了研究人员获取和探索单细胞蛋白质组数据。腾讯 AI Lab 研究人员在最新的论文中基于 AI 技术，提供了目前全球数据量最大，覆盖技术和数据集最为广泛的单细胞蛋白质数据库，包括 133 个基于抗体的单细胞蛋白质组数据集，涉及超过 3 亿个细胞和超过 800 个标记 / 表面蛋白质，这个数据库将为人类探索蛋白质组学提供详细的数据参考。
针对单细胞蛋白质组的研究，另一项重要的技术就是精准检测。准确检测单细胞内部蛋白质组的特征对于疾病筛查具有重要意义，但目前传统的检测技术存在诸多弊端，阻碍了单细胞蛋白质组数据的准确分析和使用。针对此，腾讯 AI Lab 在另一篇论文中，借助 AI 建模提出了一种新颖的多功能算法 scPROTEIN，创造性解决了单细胞蛋白组学数据的特殊挑战。这一研究成果为基于单细胞蛋白质组的肿瘤发生发展机制研究、药物靶点发现和肿瘤早筛和微环境研究提供重要的 AI 辅助作用。
如果说上一篇论文聚焦的是单细胞内部，那么在第 3 篇论文中，腾讯 AI Lab 的研究人员聚焦细胞外的组织结构，从更为宏观的角度来分析特定组织中不同细胞类型（比如肿瘤）的比例，从而更为科学的辅助治疗。为此，腾讯 AI Lab 提出一种全新的反卷积方法，在单细胞数据的情况下，从组织蛋白质组数据中挖掘出特定细胞类型比例这一全新信息，从而获取其中的肿瘤微环境信息，助力肿瘤辅诊和预后分析。
据了解，腾讯 AI Lab 在 AI for Science 特别是生命科学领域深耕数年，具有丰富的知识和技术积累，研究领域包括单细胞多组学、蛋白质结构设计、蛋白质折叠、AI 制药、空间组学和免疫组库等，已发表 scBERT 和猕猴大脑图谱等研究成果。成立于 2016 年的腾讯 AI Lab，以 "学术有影响，工业有产出" 为目标，已经将 AI 能力运用在游戏、内容、虚拟人以及医疗、医药、基因计算等多个场景中。
论文链接：
《SPDB: a comprehensive resource and knowledgebase for proteomic data at the single-cell resolution》 入选生物信息学领域数据库方面专业期刊 Nucleic Acids Research。
《A Versatile Deep Graph Contrastive Learning Framework for Single-cell Proteomics Embedding》入选 Nature 旗下方法学专业期刊 Nature Methods。
《Deep domain adversarial neural network for the deconvolution of cell type mixtures in tissue proteome profiling》入选 Nature 旗下机器学习专业期刊 Nature Machine Intelligence
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